（二）Mg-Zn-Zr系
由于Mg-Al系镁合金的强度总体看来不够高，而锌在铝中的最大溶解度达6.2%，溶解度随温度降低而降低，是除铝以外另一种非常有效的合金化元素，具有时效强化和固溶强化的双重作用。因此人们开发了Mg-Zn系镁合金。而纯粹的镁-锌二元合金在实际中几乎没有应用，这是由于Mg-Zn二元合金结晶温度区间大，流动性差，容易产生显微疏松，晶粒细化很困难。
1937年，德国人Sauerwald发现Zr对镁合金晶粒有强烈的细化作用，又经过十年时间找到了Zr与Mg合金化的有效方法：将Zr以含Zr的中间合金形式加入到镁合金中，这是因为Zr的熔点（1852℃）比Mg的熔点（650℃）要高许多，并且Zr容易与Al、Mn、Si等形成稳定化合物而起不到细化晶粒的作用。Zr的加入克服了Mg-Zn合金晶粒粗大的缺点，诞生了Mg-Zr-Zr系镁合金，而其中性能最好、应用最广泛的就是ZK60镁合金。
余琨等[9]对铸态ZK60镁合金进行热挤压和热处理，发现ZK60 镁合金在不同塑性变形和热处理状态下硬度和强度等力学性能变化明显。经过挤压和T5（人工时效）热处理后，ZK60合金的硬度和强度都得到大幅度提高；ZK60 合金挤压后进行T5 处理，其强度要比T6（固溶后人工时效）处理强度明显要高，这与在T5 状态下合金中析出强化相分布更加密集和细小有关，T6 热处理时，由于第二相自身尺寸以及相互间距都较大，因此强化效果反而不如T5状态。
（三）Mg-Zn-Re-Zr系
最新研究表明稀土元素（RE）对Mg-Zn-Zr系镁合金组织及强度有较大影响，结果发现添加0.9%(质量分数)的Y 对Mg-Zn-Zr系合金铸态组织有明显的晶粒细化作用。
王斌等[10]对ZK60与ZK60-0.9Y进行退火处理并进行比较，发现ZK60-0.9Y合金退火板材的再结晶晶粒尺寸较ZK60合金的细小，并且在300-400℃退火不同时间后，晶粒长大幅度也较小。在400℃退火2h后其晶粒尺寸为20μm左右，抗拉强度为226.9 MPa；Y元素的加入提高了合金再结晶晶粒长大热激活能，ZK60 和ZK60-0.9Y合金激活能分别为Q1=42.66 kJ/mol，Q2 = 56.34 kJ/mol。从而建立了两种合金再结晶晶粒长大模型。
罗文海等[11]在Mg-4.9Zn-0.7Zr合金加入0.9%Y元素，并与原先的Mg-4.9Zn-0.7Zr合金进行比较，发现Y元素有效地细化了Mg-4.9Zn-0.7Zr合金的铸态组织, 主要是因为合金凝固过程中Y 原子被排挤到固液前沿, 有效地阻碍了晶粒长大；Mg-4.9Zn-0.9Y-0.7Zr合金与Mg-4.9Zn-0.7Zr合金相比有着明显不同的相组成。Y的加入导致大量Mg3Zn6Y相( I相)生成，该相热稳定性好，400℃、18h均匀化处理后不溶于基体；Y元素有效地提高了Mg-4.9Zn-0.7Zr合金的抗拉强度和屈服强度，其主要强化机理为第二相强化。 镁合金的发展和研究现状(2):http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_12829.html